الهيكل الخلوي: البنية، الوظائف، الأنابيب الدقيقة

المركز الخلوي (الجسيم المركزي)

المركز الخلوي هو عضيات أساسية توجد في خلايا الحيوانات. تجدر الإشارة إلى أنه غائب في النباتات الراقية، والفطريات الدنيا، وبعض الأوليات.

خصائص البنية يتكون العضيات من المركز الكروي ومركزين (سنترويلين) (أُم وابنة). توجد السنترويلات دائماً بشكل متعامد تماماً مع بعضها البعض. بنيوياً، كل سنترويل عبارة عن أسطوانة مجوفة. تتكون جدارها من 9 ثلاثيات (كل ثلاثية تحتوي على ثلاثة أنابيب دقيقة مندمجة). تتميز الخصائص المميزة للمركز الخلوي بقدرته على التكاثر الذاتي.

التوضع المكاني في الخلية يعتمد توضع المركز الخلوي بشكل مباشر على مرحلة دورة الخلية:

في الخلايا الساكنة (التي لا تنقسم) يوجد الجسيم المركزى بالقرب من النواة أو بجوار جهاز غولجي.
في الخلايا المنقسمة تتباعد السنترويلات وتتوضع عند القطبين المتضادين للخلية.

الظفائف الأساسية للجسيم المركزى:

تنظيم وتجميع الأنابيب الدقيقة للهيكل الخلوي.
تكوين مغزل الانقسام المتضاحك.
ضمان هجرة الكروموسومات نحو القطبين في الطور الانفصالي.
المشاركة في تكوين الأجسام القاعدية، التي تتكون منها الأسداب والأهداب.

الأنابيب الدقيقة: الأساس الهيكلي للهيكل الخلوي

الأنابيب الدقيقة هي تراكيز أسطوانية دقيقة جداً يبلغ قطرها 25 نانومتر. تتكون جدرانها من وحدة فرعية كروية لبروتين التيوبيولين، والتي تترتب على شكل حلزوني.

يضم المعقد الوظيفي للأنابيب الدقيقة وحدات التيوبيولين الفرعية نفسها، والبروتينات المرتبطة بها، والجسيمات المنقولة. تتميز الأنابيب الدقيقة بخاصية نوعية تتمثل في حساسيتها لـالكولشيسين — وهو ألوكالoid قادر على التسبب في تحللها.

الدور البيولوجي للأنابيب الدقيقة:

الدعمة: تشكل هيكلاً صلباً (الهيكل الخلوي) للخلية.
الهيكلية: تدخل في تركيب السنترويلات، وألياف مغزل الانقسام، وكذلك الأهداب والأسداب.
النقل: تحدد اتجاهات صارمة لحركة المكونات داخل الخلية.
الحركية: أثناء انقسام النواة، هي التي تسحب الكروموسومات نحو قطبي الخلية.

اختبر نفسك في هذا الموضوعمهام من بنك دورة «علم الأحياء» — الإجابة والشرح فوراً.

الأهمية السريرية والامراضيات

الأورام وعلم الأدوية تلعب الأنابيب الدقيقة دوراً حاسماً في الانقسام المتساوي. في علم الأدوية الحديث، تُستخدم الأدوية التي تثبط تكوين مغزل الانقسام وتمنع انفصال الكروموسومات بنشاط. تحت تأثير هذه الأدوية، تخرج الخلية (بما في ذلك الخلية الورمية) من دورة الخلية وتطلق عملية الاستماتة — الموت المبرمج للخلية.

اضطراب عضيات الحركة نظراً لأن الأنابيب الدقيقة تشكل أساس الأهداب والأسداب، فإن تلفها يؤدي إلى أمراض خطيرة:

العقم عند الرجال: يحدث بسبب عدم حركة الحيوانات المنوية (تلف بنية السوط).
التهاب الشعب الهوائية المزمن: يتطور مع عيوب في جهاز الأهداب في ظهارة المسالك الهوائية، مما يخل بتنظيف الشعب الهوائية.

هيكل الأكتين الخلوي

تعتبر خيوط الأكتين مكوناً رئيسياً آخر للهيكل الخلوي. إن بلمرتها الطبيعية وإزالة بلمرتها ذات أهمية بالغة لحيوية الخلية. إذا تعرض جهاز الأكتين لفترة طويلة لمواد ضارة تعطل هذه الديناميكية، فإن الخلية تموت حتماً.

للأكتين أهمية خاصة في عمليات تكون الأورام. في خلايا الأورام الخبيثة، لوحظ انخفاض في التعبير عن البروتينات التي تنظم عادة تجميع الأكتين. يؤدي ذلك إلى تغيير واضح في شكل الخلية الورمية. علاوة على ذلك، تم تحديد ارتباط مباشر: إعادة الترتيب النوعي لهيكل الأكتين الخلوي في الخلايا المتحولة يرتبط مباشرة بقدرتها على الانتقال والانبثاث (الميتاستاز).

باختصار: إجابات عن أسئلة حول الموضوع

ما هي بروتينات الحركة المرتبطة بالأنابيب الدقيقة لتنفيذ النقل داخل الخلية؟

ترتبط بالأنابيب الدقيقة للنقل داخل الخلية بروتينات ناقلة (محركات) الدايينين والكينيزين. تعمل الأنابيب الدقيقة بمثابة «قضبان سكة حديدية»: يتم النقل ليس داخل الأنابيب الدقيقة، بل على سطحها الخارجي (في الفضاء حول الأنابيب). تقوم الدايينات والكينيزينات بتحريك العضيات والحويصلات، مستهلكة طاقة ATP.

ما هي أنواع الخيوط المتوسطة التي تشكل جزءاً من الهيكل الخلوي لخلايا الأنسجة؟

تتكون الخيوط المتوسطة من بروتينات ليفية؛ يختلف تركيبها البروتيني باختلاف نوع النسيج وتعتبر علامة تشخيصية مهمة. في الظهارة - الكيراتينات: غالباً ما تسمى هذه التراكيز بالخيوط القوية (التونوفيلامنت)، وهي تشارك في التقرن. في النسيج الضام، والبطانة، والخيوط العضلية الملساء للأوعية الدموية - الفيمنتين. في النسيج العضلي، باستثناء الأوعية الدموية - الديسمين. في الخلايا العصبية - الخيوط العصبية، التي تتكون من بروتينات خاصة. في النواة - اللامينات. تُستخدم الخيوط المتوسطة لتشخيص النقائل الورمية.

كيف تتذكرها

من السهل تذكر بنية السنترويل وفقاً لصيغة «9×3»: تتجمع الأسطوانة من 9 حزم، تحتوي كل منها على 3 أنابيب دقيقة مندمجة تماماً (ثلاثية).

أسئلة من المحاضرات والامتحانات

في أي الخلايا يغيب المركز الخلوي؟

يغيب المركز الخلوي (الجسيم المركزي) في خلايا النباتات الراقية، والفطريات الدنيا، وبعض الكائنات الأولية.

كيف ترتبط الأنابيب الدقيقة بتطور التهاب الشعب الهوائية المزمن؟

تشكل الأنابيب الدقيقة هيكل أهداب ظهارة المسالك الهوائية. عند تلفها، تتوقف الأهداب عن الحركة، ولا تنظف المسالك الهوائية من المخاط، مما يؤدي إلى الالتهاب.

كيف يؤثر الهيكل الخلوي على قدرة الأورام على إعطاء النقائل؟

في الخلايا الخبيثة، يتغير تنظيم تجميع هيكل الأكتين الخلوي. هذا يغير شكل الخلية ويزودها بالقدرة على إعطاء النقائل (الميتاستاز).

هل هناك شيء غير واضح؟ اسأل الشبكة العصبيةلقد قرأ المعلم الذكي المادة حول موضوع «الهيكل الخلوي» وسيشرحها بكلمات بسيطة.